基于生态系统服务价值的博斯腾湖小湖湿地生态需水核算

湖泊湿地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分，适宜的水文条件保障着湖泊湿地生态系统的健康。本文以博斯腾湖小湖湿地为例，依据能值理论系统地计算湖泊湿地各项生态系统服务价值量，并运用相关分析、层次聚类分析等方法结合生态系统服务计算结果与四项关键水文参数，综合确定研究区适宜的生态需水范围。研究结果表明，博斯腾湖小湖湿地生态系统服务价值总量由2013年以前的上下波动（平均年增幅-0.2%，其中有7年为负增长）转变为2013年后的持续增加状态（连续6年增加，平均年增幅6%）；区域来水量则经历了2000-2003年的丰水期、2005-2013年的枯水期以及2013年以来的水量持续增加等三个阶段；生态需水核算结果建议博斯腾湖小湖湿地应保证一年之内日均流量低于8.3 m^3/s的天数不超过72天，而一年之中日均流量超过20.8 m^3/s的天数不低于80天，湿地生态需水量在8.0-8.7 10^8m^3/a之间，最适宜生态水位范围为1047.4-1047.6m。本研究利用生态系统服务价值核算了湖泊湿地生态需水，对区域水资源调控提供了积极的参考价值。     

星海湖湿地土地利用变化及其生态需水研究

星海湖是干旱地区典型城市湖泊湿地,其生态环境及生态需水量极大程度上受土地利用变化及相关政策影响。以星海湖湿地为研究对象,利用GIS-遥感技术解译影像,提取不同时期土地利用类型面积,通过水量平衡原理、FAO56Penman－Monteith法开展1996-2018年星海湖湿地湖泊及周边植被生态需水研究,旨在为石嘴山市的生态环境保护、水资源合理利用及优化配置提供科学依据。结果表明：（1）星海湖土地利用格局以水域为主,建设用地、草地次之。水域面积整体呈现增长态势,从6.42km2（占比6.42%）增加至43.11km2（占比43.11%）;区域植被面积仅在1996-2005年期间迅速增加,增加至20.68km2(占比44.35%),之后逐年减少,至18年植被总面积为9.21km2（占比19.64%）。（2）星海湖湿地生态需水总量整体呈增长态势,仅在2014年有所下降,在2018年生态需水总量达到最高：最小生态需水总量为13449.80×104m3,适宜生态需水总量为13674.34×104m3;1996年生态需水总量达到最低：最小生态需水总量为2177.11×104m3,适宜生态需水总量为2314.37×104m3。合理的土地利用配置及管理,对水资源合理规划管理及局部生态环境改善、维护区域生态安全具有重要意义。     

博斯腾湖湿地沉积物渗透特性研究

渗透系数是重要的水文地质参数之一,其大小直接或间接地影响着地表水与地下水的转化能力,准确推算湿地床渗透系数具有重要的意义。以博斯腾湖湿地为研究对象,将博斯腾湖湿地分为黄水沟区、大湖区、小湖区3个单元,分别采用野外现场竖管试验法和室内颗粒分析法对其沉积物渗透系数进行测定。结果表明:(1)2种实验方法均显示,博斯腾湖湿地3个单元沉积物渗透系数大小关系为:K_(大湖)K_(黄水沟)K_(小湖);(2)对博斯腾湖湿地沉积物颗粒粒度进行分析发现,湿地沉积物主要以黏土为主,砂土次之。3个单元黏土含量关系为:大湖区黄水沟区小湖区,沉积物渗透系数与黏土含量呈负相关关系;(3)对沉积物渗透系数进行空间变异性分析得知,博斯腾湖湿地沉积物渗透系数自西向东、自北向南依次递增,渗透系数最高的地段主要集中在白鹭洲附近。     

青海湖1956-2017年水文变化特征分析

研究青海湖水文变化特征，为区域水资源管理、生态保护提供基础。利用1956-2017年青海湖水文气象及遥感资料，分析了水位、面积、水量变化情况，并从湖泊补给的构成角度分析了变化原因。结果表明，青海湖平均水位3194.50m，1956-2004年湖水位呈下降趋势，由于降水量和入湖径流量增加，2005年水位开始回升；青海湖平均面积4350.61km2，经历了先萎缩、后扩张的变化过程；湖泊边界主要是东岸、西岸、北岸发生了变化，南岸基本无变化；水量仍然处于负平衡，年均亏损量1.5×108m3；湖泊补给水量构成中，湖面降水量、地表入湖径流量、地下水入湖补给量分别约占40.3%、43.5%、16.2%；2005年以来地表入湖径流量增加主要是由气候变化引起的，降水起主导作用。     

博斯腾湖浮游植物季节变化的研究

针对博斯腾湖近几年面临着污染加剧、水体富营养化、渔业捕捞盲目等关键问题，采用《内陆水域渔业自然资源调查手册》有关方法，2004年通过6次有代表性采样，对博斯腾湖浮游植物数量、生物量进行了全面的分析研究。结果显示，博斯腾湖浮游植物数量最低的是4月，最高的是8月；6次采样数量为3．0×10^4～1423．2×10^4个／L，平均为393．7×10^4个／L；生物量为0，064～8，256mg/L，平均为2．969mg/L。全年以飞燕角甲藻（Ceratium hirundinella）为主要的优势种类；微囊藻（Microcystis）是全湖次优势藻，不仅在夏季出现率高，而且在寒冷且水温低的11月也多有出现；钟罩藻（Dinobryon）是喜水温较低的种类，该种类在4月为多个站的绝对优势种。     

黄河河口淡水湿地生态补水研究

在河口地区植被类型、土地利用演变分析基础上,研究建立了黄河三角洲湿地生态补水的地表水-地下水模型,构建了湿地补水的景观生态决策支持系统和河口湿地生态需水的生态-水文模拟系统.选择丹顶鹤(Grus japonensis)、东方白鹳(Ciconia boyciana)和黑嘴鸥(Larus saundersi)为生态需水研究的指示物种,模拟补水量分别为2.8亿、3.5亿和4.2亿m3.模拟补水方案下,补水区域200m范围内地下水水位抬升1m以上,补水区域200～1000m范围内地下水水位抬升0.1～1m;植被类型演替,尤其是湿生沼泽、普通草甸、灌丛等面积增加;指示鸟类数量显著增加,生态承载力大幅提高,但承载水平并未随补水量持续增加而显著持续增长;湿地生态功能基本上得到恢复,湿地生态价值明显提高,但当水量增加到一定程度时,增加补水产生的生态价值差别较小.适宜的补水方案是:一般年份补水3.5亿m3,干旱年份补水4.2亿m3,湿润年份补水2.8亿m3.     

赣江下游丰城江段鱼类早期资源现状调查

对赣江鱼类早期资源的调查,可为赣江鱼类资源保护以及水利工程生态调度提供科学依据.2017年5-7月,在赣江丰城段使用圆锥网采集鱼卵和弶网采集仔鱼,对鱼类早期资源种类组成、产卵规模和产卵场进行分析.结果显示,调查期间共采集鱼卵11215粒,仔鱼12645尾,隶属于4目、8科、36种,其中产漂流性卵鱼类24种.估算调查期间通过丰城段卵苗径流量为66.66×１０^８粒(尾),其中鱼卵径流量63.84×10^8 粒,鱼苗径流量2.82×10^8 尾;“四大家鱼”卵苗径流量为0.11×10^8 粒(尾),其中鱼卵径流量0.07×10^8 粒,鱼苗径流量0.04×10^8 尾.调查期间出现3次产卵高峰,集中在6 月上、中旬.各类群鱼卵数量呈现出不同的时间动态,银鮈(Squalidusargentatus)产卵高峰期主要出现在5月,银鲴(Xenocyprisargentea)、鳊(Parabramispekinensis)、赤眼鳟(Squaliobarbuscurriculus)以及“四大家鱼”则主要出现在6月.研究表明,峡江水利枢纽运行后,邻近峡江水利枢纽的巴邱“四大家鱼”产卵场消失,但其下游的仁和、新干产卵场保存较完整,在离坝较远的大洋洲镇江段新调查到一处“四大家鱼”产卵场.建议开展生态调度及增殖放流活动,以保护赣江鱼类资源.     

基于生态需水优先的洪泽湖水量调控研究

开展面向湖泊健康的生态需水研究，构建有效的湖泊生态需水调控和保障体系，对于水资源科学管理、水生态系统修复、湖泊健康保护、水生态文明构建等具有重要意义。选取洪泽湖为研究对象，针对多闸坝条件下的湖泊生态需水问题，进行了系统的研究。研究表明，通过调控上游入湖水系主要控制工程以改变洪泽湖过境水过程，可显著提升洪泽湖生态水位保障效果，在此基础上增加引调水量6.86亿m3/年可保障每年水位过程均满足生态水位过程要求，年保证率达100%，生态水位偏离差为0m。     

哈尔滨市长岭湖水生生物资源调查及渔业发展规划

长岭湖位于哈尔滨市西郊,面积4.18平方千米,20世纪60年代前因被誉为“李范五养鱼池”而闻名。夏季是人们休闲度假旅游的极佳去处,冬季是开展冬捕冰钓旅游的绝佳场所。自2004年起,因地表水补给断流、地下水位下降及松花江水位低等原因造成长岭湖缺水干枯。2009年,道里区启动实施长岭湖生态恢复和基础设施建设项目,湖区库容已达到700万米3,平均水深2.5米以上,渔业资源得到有效恢复和保护,水产养殖产量大幅提高,区域旅游接待能力显著提升,长岭湖区域内生态恢复和基础设施建设取得明显成效。为合理开发、利用长岭湖的渔业资源,我们对其水生生物及渔业资源状况进行了调查,以了解长岭湖的渔业资源现状,为长岭湖鱼类的合理放养提供理论依据。     

博斯腾湖流域生态系统服务价值时空演变及权衡协同关系

探讨流域地区生态系统服务价值变化及权衡协同关系,为流域优化土地利用提供科学依据,并为博斯腾湖流域生态系统服务管理优化提供依据。利用1995、2005、2010、2018年4期土地利用类型数据,利用生态系统服务价值表、生态系统服务价值评估模型以及生态系统服务功能权衡协同度（ESTD）模型,评估博斯腾湖流域生态系统服务价值,并分析该流域生态系统服务价值时空变化及权衡协同关系。结果表明：研究区生态系统服务价值总体上呈下降趋势,生态系统服务价值总量由1995年的557.428 ×108元减少到2018年的551.893 ×108元。空间上,生态系统服务价值呈现西南高东北低的特征,较高区域主要分布在中间靠北的山地及南部湖泊,较低区域主要分布在东南部未利用地。权衡协同度模型表明协同关系逐渐成为流域生态系统服务之间的主导关系。土地利用类型变化影响流域内权衡协同情况,应着重处理好流域经济发展与生态保护之间的关系。     

博斯腾湖流域积雪的时空变化特征及其与气候因子的关系

基于2001-2017年博斯腾湖流域MODIS积雪信息,探究不同海拔积雪分布及其与海拔高度、温度和降水的关系,可为新疆地区河流水资源分配利用提供数据支持,对我国气候和生态环境安全保障有重要作用。结果表明:(1)博斯腾湖流域2001-2017年的月平均积雪覆盖年内呈"V"型变化,其中春季和夏季呈减少趋势,7月的积雪覆盖率全年最低。(2)空间分布上,海拔1 500 m以下区域积雪日数为100 d以下;海拔1 500～4 000 m的区域积雪日数增加到200 d以上;海拔4 000 m以上积雪日数增加到360 d左右。(3)博斯腾湖流域年均积雪、海拔和地表温度(LST)之间的关系表明,积雪日数和DEM之间呈正相关关系,与地表温度呈负相关关系。(4)地表温度与积雪呈负相关关系,以春季的负相关性最强;降水与积雪呈正相关关系,以夏季的正相关性最强。(5)博斯腾湖流域积雪变化以降水为主驱动区域占总面积的24.86%,以LST为主驱动区域占总面积的2.08%,以LST和降水为共同强驱动区域占总面积的1.32%,以LST、降水为共同弱驱动区域占总面积的4.29%;非气候因子驱动区影响因素随着海拔的升高而增加。博斯腾湖流域积雪时空分布变异不仅是受气候变化的影响,还受海拔高度差异等因素的共同作用。     

面向鸟类栖息地保护的洪泽湖湿地植被种植方案研究

水生植物种植是实现水鸟栖息地恢复的重要手段。目前面向湖泊的水生植物种植设计主要是针对水质治理,对水鸟栖息地的保护研究较少,且很少考虑植物种植对水位过程的适应性。本文将湖泊水位过程及植物生长特性相结合,提出一种满足鸟类栖息地恢复的水生植物种植设计新方案。以洪泽湖国家湿地自然保护区为例,根据当地鸟类栖息地的实际需求,将芦苇（Phragmites australis）等7种水生植物确定为种植对象。依据洪泽湖湖底高程,结合不同植物的生长水位要求以及植物发挥鸟类觅食及遮蔽两大功能的需求,探究了历史极端水位过程、历史平均水位过程及优化水位过程下的可种植水生植物种类及其可种植区域,并给出种植方案。结果表明：历史极端水位过程下,仅能种植芦苇1种水生植物,对鸟类栖息地恢复作用有限；历史平均水位过程下,可种植植物增加到4种,有利于扩展鸟类栖息地面积；优化水位过程下,能种植全部7种水生植物,并有效恢复鸟类栖息地面积。本研究面向洪泽湖湿地保护区鸟类栖息地保护,依据鸟类及植物对水位过程的需求提出植物种植方案,提高了方案的针对性,准确性,可为洪泽湖湿地植被恢复及鸟类栖息地保护提供借鉴。     

乌伦古湖水质污染的空间分布特征

评价湖泊水质并探究其空间分布规律对于湖泊管理具有重要意义。通过对乌伦古湖2017年7-8月采样点(S1~S8)的8个水质指标(矿化度、pH值、透明度、总氮、总磷、高锰酸盐指数、溶解氧、五日生化需氧量)监测,运用主成分分析法(PCA)评价乌伦古湖水质现状,采用空间插值法分析其空间分布特征,并基于聚类分析法(CA)识别水质污染驱动因素。结果表明,乌伦古湖水体呈弱碱性,水质污染以氮、磷有机污染为主;8个采样点主成分综合得分排序结果为:骆驼脖子>小海子>码头>中海子>农十师渔政点>湖中心>吉力湖中心>吉力湖入水口,呈现出小湖区水质优于大湖区、湖中心区水质优于湖岸区、距离进水口越远水质越差的显著空间差异特征。骆驼脖子采样点(S1)水质污染最严重,吉力湖采样点(S7、S8)水质相对最好;基于湖区水质空间分布特征将乌伦古湖湖区分为3类,Ⅰ类湖区水质最差,Ⅱ类湖区水体呈咸化趋势,Ⅲ类湖区水质相对最好;水体矿化度、营养盐与有机污染物是乌伦古湖污染的主要来源,主要原因可归结为自2000年来乌伦古河常态化断流以及湖区渔业养殖、周边农业面源污染导致的盐分与营养成分及有机污染物由河道不断向湖泊的迁移富集。     

网箱养殖对千岛湖水环境的影响

通过对千岛湖网箱养殖区内外水域的四季水质调查,分析得出网箱养殖对千岛湖局部水域会产生明显的影响。造成养殖区水域的DO、pH下降,TN升高,不同季节和不同的水层影响存在差别。冬季对浅层的DO、pH产生明显下降,影响区域小;春季对表层的DO、pH产生明显下降,影响区域大;夏季受水温分层,影响不明显;秋季造成各层水体DO、pH下降,TN上升,影响区域大。千岛湖网箱养殖在春季和秋季对养殖区局部水域影响明显,但分散的网箱养殖对水域影响范围较小,对千岛湖水体短期内影响不明显。     

南四湖水环境状态分析与评价

根据南四湖主要入湖河流及湖内15个站点的水质监测参数-叶绿素a（Chl-a）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）和高锰酸盐指数（CODMn）,从年际、年内不同时间段和不同监测点对南四湖及其入湖河流水质进行综合分析,旨在为南四湖的资源保护、南水北调东线工程建设及可持续发展提供依据。结果表明,湖区氮、磷浓度分布不均,空间分布具有非均一性;2010年与2004年相比,TN、CODMn有波动,总磷和叶绿素a分别下降了65.00%和60.59%,透明度升高了40.62%。南四湖及其周边河流水质总体有改善,水体的富营养化状况有所好转,但远低于Ⅲ类水质标准,尤其南阳湖,有些监测点已达重度富营养。通过对该水域的富营养化状况进行综合分析与评价。     

城市静态小水体生态修复措施与生态服务价值评估研究

城市静态小水体污染是城市环境污染的重要问题之一。针对城市静态小水体的特点,依据稳态转换理论和生物操纵理论,形成适应于城市静态小水体的生态修复措施,并运用于武汉市青山区倒口湖水生态修复工程。工程实施后湖水水质得到明显改善,其中,水体透明度由0.2~0.4m提高至1.0~1.5m,溶解氧浓度由1.82~2.35mg/L上升至5.21~6.28mg/L,CODMn浓度由14.96~16.3mg/L降低至3.56~5.01mg/L,TN浓度由2.61~2.99mg/L降至1.27~1.6mg/L,TP浓度由0.43~0.62mg/L降至0.06~0.12mg/L。进一步对倒口湖水生态系统的供给、调节、文化以及支持4方面的服务价值进行评估,通过对水生态系统服务价值评价指标计算得出,工程实施前后水生态系统服务价值分别为299.34万元和645.62万元,新增服务价值346.28万元。在增量价值中固碳释氧、净化水质指标占比最大,表明在水生系统动植物的协同作用下,倒口湖的水质条件得到明显改善。